JP4988733B2 - 移動端末装置の作動準備時間及びセル変更性能の最適化方法並びに配列 - Google Patents

移動端末装置の作動準備時間及びセル変更性能の最適化方法並びに配列 Download PDF

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Description

本発明は、たとえば、GSM又はUMTS標準によるセルラー方式の移動通信システムに使用される移動端末装置の作動準備時間およびセル変更性能の最適化方法および配列に関する。
3GPP[www.3gpp.org]によって規定されているようなGSMおよびUMTSの両標準によるセルラー方式の移動無線網においては、移動無線装置をベースとするセル変更アルゴリズムにより、いわゆるアイドルモード又はUMTSでの接続モードの所定の状態(URA_PCH、CELL_PCHおよびCELL_FACH)でセル変更が実施される。同様のことはパケットベースのGPRSのセル変更にも当てはまる。このセル変更に関して、無線通信ネットワークは、いわゆる放送チャネル(BCCH)を介して、対応する端末装置に潜在的な隣接セルを通知する。
放射された隣接セルをコントロールすることはネットワークオペレータの義務である。この場合、異なる無線通信アクセス技術(GSM、UMTS、cdma2000)の隣接セル又は周波数(たとえばUMTSの場合)も含んでいてよい複数の可能な隣接関係を放射することができる。既存の移動無線技術の拡張は、たとえばUMTSの放送チャネル上の別の技術(たとえばWLAN、WiMAX等)の開示を可能にすることもできる[ドイツ連邦共和国特許出願公開第10302404号明細書]。
以下の先行技術に関する説明は、主として、GSM−およびUMTS標準による使用に関係する。移動無線端末装置は、3GPP標準に従って、無線技術的により良いセルに潜在的なセル変更を行うために、構築された隣接セルを連続的に又は定期的に測定することを必要とされている。この要件の詳細は[3GPP TS 45.008]においてGSM移動無線装置に対し及び[3GPP TS 25.304、TS 25.133及びTS 25.331]においてUMTS移動無線装置に対して規定されている。前記技術仕様はセル変更がいつ実行されるべきか及び潜在的標的セルがどのような基準を満たす必要があるかも規定しており、それによってセル変更が実質的に移動無線端末装置によって実行される。
さらに、この技術仕様は、その他のどのような手続がセル変更後に実行されるべきかを規定している。たとえばRRC接続モード状態CELL_PCHの移動端末装置に対するUMTSシステムのいわゆるCELL UPDATE手続の実行である。
先行技術の前記規定は専らセル方式の移動無線網の無線通信部分(AS − Access Stratum)に関係する。移動無線端末装置の挙動に対するその他の手続および要件は無線通信ネットワークの背後にあるコアネットワーク(CN)によって設定される:移動無線装置の移動管理はそれぞれの移動無線端末装置の状態に応じてコアネットワークまたは無線通信ネットワークによって管理される(idle vs. connected mode)。それに対する3GPPによる技術標準における用語は、「移動管理」(英語MM − mobility management in “Non Access Stratum”(NAS))と呼ばれる。コアネットワークによる移動管理のために、セルラー方式の移動無線システムは、いわゆるロケーション・エリア(LA)およびルーティング・エリア(RA)に分けられる。
移動無線端末装置が初めてコアネットワークによって記録されるとき(“Attach” − 手続)、移動無線端末装置の位置がロケーション・エリアの細分性を有するコアネットワークに知られている。移動無線端末装置に対して規定された(言語)呼出(Mobile Terminated Call − MTC)に対して、CS(Circuit Switched)コアネットワーク − この場合、いわゆる、Mobile Switching Center(MSC) − は呼び出された移動無線端末装置が所定の手続[3GPP TS24.008]で応答するべき全ロケーション・エリアに呼出手続(Paging)を実行する。パケット対応(PS)のデータ接続に対してルーティング・エリア(RA)のコンセプトが使用される。この移動管理の原理はロケーション・エリア方式に匹敵するが、パケット対応のデータトラフィックに対して規定されたコアネットワーク要素 − “Serving Gateway Serving Node − SGSN − によって監視される。規則および手続は[3GPP TS23.060]に詳細に規定されている。
CS(MSC)およびPS(SGSN)の両者に対するその他の基本方式は、移動無線端末装置の移動性がそれぞれLA若しくはRAの細分性で監視され、かつ移動無線端末装置がLA若しくはRAの変更時に各コアネットワーク要素(MSCまたはSGSN)にこの実行された変更を通知しなければならないことである。この手続はロケーション・エリア・アップデート(LAU)およびルーティング・エリア・アップデート(RAU)と呼ばれる。
GSM−又はUMTS標準による移動無線システムには、コアネットワーク(NAS)による特定のロケーション・エリア又はルーティング・エリアへの移動無線端末装置のアクセスを阻止する方法もある。そのためにコアネットワークは移動無線端末装置のロケーション・エリア・アップデート又はルーティング・エリア・アップデートを拒否する可能性を有するが、その場合には、コアネットワークは移動無線端末装置にその拒否理由を通知する。この方法は[3GPP TS24.008]に規定されており、ロケーション・レジストレーション・リジェクト(Location Registration Reject)と呼ばれる。
[3GPP TS24.008]は拒否理由の数と、そこから生じる移動無線端末装置に対する帰結および要件も規定する。LAU拒否後の移動無線端末装置側において必要な手続の例は、理由#13(すなわち新規ネットワークオペレータの検索(PLMN))の受信時のPLMNセレクションの実行、理由#14又は#15による拒否の受信時の別のロケーション/ルーティング・エリア圏内の異なる隣接セルの検索等々である。この場合の詳細については[3GPP TS24.008]を参照されたい。
コアネットワークによるロケーション・エリア・アップデートの拒否は、3GPP仕様により、潜在的な隣接標的セルの選択時の無線通信ネットワーク内の移動無線端末装置の挙動にも影響する:
TS 25.304及びTS 45.008により移動無線端末装置は、前記セルの特定の必要条件が満たされている場合にのみ、1つのセル変更のために1つの隣接セルを選択することを許可する。たとえば、潜在的なセル変更に対する候補として考慮されるセルは、現在利用されているPLMNに属さなければならない(つまり、現在のセルと同じPLMN識別子を有する − この場合の特殊性は「等価PLMN」(ePLMN)のコンセプトであり、このコンセプトは所定の前提条件下で前記隣接セルが現在のPLMNに属すかのように移動無線端末装置が他のPLMNに変更されることを可能にする[TS24.008])。
標的セルに変換するための他の必要条件は、標的セルがブロック(“barred cell”)されていてはならず、1つのオペレータに対してリザーブ“operator reserved cell”)されていてはならず(UMTSのみ)、並びに、最後に「ローミングに対して禁止されたロケーション・エリアのリスト」に載っていてはならないことである[TS 25.304]。
このリストは、新たに実行されたセル変更に対するロケーション・エリア・アップデートが一度でも拒否された全てのロケーション・エリア識別子を含んでいる。
今日の先行技術の特別の欠点は、GSM標準およびUMTS標準のいずれによっても移動無線端末装置が現在のセルにおいて充分な隣接セルに関する情報が得られず、無線技術的な測定および潜在的な標的セルの識別を妨げることである。
隣接セル −現在のセルの放送チャネル(BCCH)を介してセル・リセレクション(Cell Reselection)を利用するセル変更に対する潜在的標的としての一切の移動無線端末装置にとって知られている− がセル変更に対する必要条件も満たすかどうかを検出するために、移動無線端末装置は潜在的標的セルの測定後に前記標的セルと同期し、かつ必要な情報に読み出すために該標的セルの放送チャネル(BCCH)を選択しなければならない(標的セルのPLMN ID、付属のロケーションまたはルーティング・エリア識別子、“barred Status”、その他のセル検出、...)。
現在のソースセル内において前記情報を発することは容量の理由から意識的に回避された。今日の先行技術により、移動無線端末装置によってコントロールされるセル変更のために必要な情報が1つのセルの放送チャネルを介して提供され、そして、その情報は前記セル内にある全ての移動無線端末装置に対して同じであることに注意する必要がある。
つまり、今日の先行技術によれば、個々の移動無線端末装置に放送チャネルを介して異なる隣接情報を提供することは必ずしも可能ではない。
さらに各移動無線端末装置に対し潜在的な隣接セルの適性条件を個々にする/特別にすることもできることを注記する(殆どの移動無線端末装置は特定のロケーション・エリアへのアクセスが機能しておらず、それに対してその他のものは機能する)。後者の場合は、主として、ネットワークオペレータの要件から規定されており、種々の移動無線網で様々に構成することができる。
印刷物米国特許第2002/0123348号明細書により、作動中の利用者実装要素による使用のために好適な無線セルを有し、かつ第2のオペレータ無線網によって承認された無線ネットワークへの適用方法が開示されており、この方法は制限された無線セルとしてのアドレス化、第1のオペレータネットワークの各無線セルが競合セルを有し、拒否された無線セルの第2のオペレータネットワークによって承認された利用者実装要素による利用試行の拒否を特徴とする。この印刷物は隣接無線セルの不要な測定を回避するために、構成された隣接無線セルの潜在的な標的セル(群)の更なる測定を回避する特定の標的セルに関する情報が格納されていない不都合を有する。
印刷物欧州特許第1286561号明細書により移動無線接続用の新規の地理的伝達エリアの選択方法が開示されており、無線ネットワークアクセスから1つまたは複数の伝達エリアのリストの情報が受信され、この情報は移動無線接続サービスを入手しまたはサービスを入手せず、かつ受信した情報が新規の伝達エリアのサービスの要件についてチェックされ、地理的な伝達エリアの選択が受信した情報に応じて決定される。
この印刷物も、同様に、情報の不要な伝達を回避するために、無線接続に対する潜在的な無線ネットワークアクセスの更なる照会および伝達を回避する情報が格納されていない不都合を有する。
本発明は、種々の移動無線端末装置がセル・リセレクションのために異なる隣接情報(放送チャネルを介して提供されたもの)を利用する可能性を提供する移動端末装置の作動準備時間及びセル変更性能の最適化方法ならびにこの方法を実施するための各種命令を提供することを目的としている。
この課題は、本発明により、特許請求の範囲第1項の特徴を有する方法によって解決される。
本発明に係る方法の有利な態様およびその発展形が各従属請求項に記載されている。
本発明は本質的に作動中の移動無線端末装置によって実行される測定の回数を低減し、それによって特にセル変更に対する候補として適していないセルの無線位置標識を識別する無線技術的測定および手続を抑制することに基づいている。
GSM又はUMTS標準による移動無線端末装置が隣接セルをすでに1回潜在的標的セルとしてその資格を既にチェックし、かつ該隣接セルがこの移動無線端末装置の標的セルとして適していないことを確認したときには、本発明は、前記隣接セルの無線技術的測定を回避することを可能にするので、先行技術を本質的に改善する。
標的セルが移動無線端末装置になぜ適していないかという理由は先行技術に記載されている。
ここに提案した方法は、この実施形態において、特にロケーション・エリア・アップデート又はルーティング・エリア・アップデートによるセルへのアクセスがコアネットワークによってすでに拒否されたために前記標的セルがセル変更に適していない場合に主に適用する。
しかし、また、別法の実施形態として、標的セルが、たとえば、別のPLMNに属し、標的セルが「ブロックされている」または「ネットワークオペレータに対しリザーブされている」として標識されている場合にも適用することができる。以下、本発明に係る方法の例示による一態様を説明する。
本発明による方法の実施例の出発点は、一国内において異なるPLMN識別を有する2つの移動無線ネットワークオペレータ間の国内ローミング協定である。
この国内ローミング協定は、たとえば、オペラータB(PLMN B)のユーザーを、オペレータBが独自の移動無線サプライを提供しないオペラータA(PLMN A)のエリアで「ローミング」(つまり、オペレータAの移動無線サービスを利用)することを可能にする。更に、この実施例は、たとえば、オペレータAがGSM及びUMTSの両標準による移動無線網を運営することを考慮する。このオペレータは、GSMもUMTSもサポートする移動無線端末装置がオペレータAのUMTSサプライのあるエリアで自動的にUMTSへ変更し、移動無線利用者がアクセスする必要のないように、このプロバイダーのGSM網を構成している(UEベースのセル・リセレクション経由)。この配列は図1に示している。
いわゆるデュアルモードの移動無線端末装置(dual−mode UE)−つまりGSMもUMTSもサポートする装置−での自動変更は、UMTS網がGSM網上にあるエリアのGSM網でのUMTSネットワークを介した隣接情報の放射によって可能になる。今日の組み合わされたGSM−/UMTS網にとって典型的なこのパラメータ化によって、セル・リセレクション(つまりUEベースでのセル変更)の一切のデュアルモードUEがGSMからUMTSに従うと同時に、UMTS網品質が充分良好となることに注意する必要がある。
オペレータAとBの間の例示した国内ローミング協定は、さらに、たとえば、オペレータBのユーザーがオペレータAの全GSM網を利用してよいが、ユーザーはオペレータAのネットのUMTS部分へのアクセス権は得られないことを考慮する(オペレータAのネットにいるオペレータBのユーザーが原理的にUMTSへのアクセスをサポートするデュアルモードUEを有する場合も含む)。つまり、例示した国内ローミング協定の要件は、オペレータAのUMTS網へのユーザーB(またはこのユーザーの一定の部分のみ)のアクセスが阻止されることを考慮する。
一例として, これは、オペレータAのUMTS網へのオペレータBのユーザーの移動無線端末装置のアクセス試行が抑制されることによって達成することができる。これを達成するために、オペレータAは、GSM網およびUMTS網のセルがそれぞれ異なるロケーション・エリア(LA)にあり、かつGSMからUMTSへ及びUMTSからGSMへの各変更がロケーション・エリア・アップデートを行うようにそのGSM/UMTS網を構成している。
オペレータAのコアネットワークは、ここで、たとえば、拒否コードによって、ロケーション・エリア・アップデート(LAU)の拒否することによって、UMTS技術(または一部分のみ)を利用するロケーション・エリアへのBのユーザーのアクセス試行を抑制する可能性を有する。
この拒否手続の今日の実現は、たとえば、ソース(一例としてIMSIを利用)による移動無線端末装置の区別を可能にする。つまり、このアクセスはAのユーザーを許可することができ、他方、Bのユーザーは拒否される。
つまり、先行技術は、AのUMTS網内のユーザーB − UMTSアクセス許可なし − の拒否をLAUの拒否によって可能にする。しかしながら、セル変更パラメータの構成によって、オペレータAもUMTSサプライを有するエリアで全てのデュアルモード可能な移動無線端末装置がGSMからUMTSへのセル変更を行うが、標的UMTSロケーション・エリア内でもオペレータAの移動無線端末装置のみが許可されるので、オペレータBの拒否された移動無線端末装置はセル変更を諦めなければならず、元のGSMセルにとどまる。ここで、第1のアクセス試行がオペレータAの標的ネット(UMTS網)から能動的にLAU拒否によって拒否されていることに注意する必要がある。その他のアクセス試行はすでに拒否されたオペレータBの移動無線端末装置に対して、拒否された前記LAが「ローミングに対して禁止されたLAのリスト」の中に含まれていることで失敗する。)
しかしながら、この先行技術は、移動無線端末装置が引き続き元のGSMセル内のセル変更パラメータに従い、引き続き潜在的な標的セル(オペレータAの構成されたUMTSセルを含む)を無線技術的に測定することを前記移動無線端末装置から要求される。この要件はGSMの場合は、技術仕様[TS45.008]及び[3GPP TS25.304、TS25.133及びTS25.331]に規定されている。
つまり、要約すると、先行技術の本質的な不都合は、前記標的セルへのアクセスが「禁止」(VERBOTEN)されている場合「でも」(AUCH)、現在のセルの放送チャネル上の構成に従って潜在的な標的セルを測定する必要があることである。
つまり、前記設定状況ではオペレータBの移動無線端末装置がオペレータAのGSMセルの中に留まることになるが、前記仕様の要件によりこの移動無線端末装置に適していないUMTS標的セルを引き続き無線技術的に測定する必要がある。
この要件は、不要な測定が移動無線端末装置に対する付加的なエネルギー消費を意味するので明らかに移動無線端末装置の準備完了時間に不利な影響を及ぼす。
よって、本発明に係る方法は、特定の隣接セルへのアクセスが(たとえばLAUがこのセルですでに拒否されているので)不可能であることを移動無線端末装置が「記憶する」ことを提案する。つまり、すでに述べた「ローミングに対して禁止されたLAのリスト」に加えて、移動無線端末装置は付加的にたとえば各セルのセル識別子(“Cell ID”)又は1つの隣接セルを一義的に識別する別の特性的な特徴を記録したもう1つのリストを保持し、その中にLAUが失敗したことを注記されており、若しくはセルが「ローミングに対して禁止されたLAのリスト」の中に含まれているLAに属しているので、セル変更に利用できなかったことが記載されている。
特性的な特徴の例は、たとえば、GSMの場合は隣接セルの周波数、GSM隣接セルの場合はBSIC、UMTSの場合は隣接セルのスクランブリング・コード、WLANの場合は搬送周波数、WLANの場合は“SSID”等々である。本発明に係る方法は識別子に関してはまったく制限がない。
従って、移動無線端末装置は、記憶された情報によって何らセル変更の候補として適していない隣接セルの測定を回避することができ、それにより実質的に可能な隣接セルに制限することによって不要な測定が回避されることによりその準備時間を延長することができる。
つまり、前記設定状況では、オペレータAのGSM網内のBのユーザーの移動無線装置がUMTSへのセル変更に従うことになるが、そこでアクセス制限(「UMTS LAsはBの装置に対して許可しない」)に基づきLAU拒否を入手し、それに続き再びGSMに変更する。
本発明に係る方法により、ここで全てのUMTSセル(拒否/禁止されたLAに含まれるもの)は、変更が直ちに許可されないのでその後の測定ではねつけることができる。
本発明に係る方法は、オペレータAの禁止されたUMTSサプライの下にある据え置き式移動無線端末装置に特別な利点を提供し、そして、したがって、いずれにしても有効ではないUMTSへのセル変更に必要な測定を完全に回避できる。
それにもかかわらず、ブロックされている(UMTS)ロケーション・エリアへのアクセス条件の変更後にアクセスを可能にするため本発明に係る方法は、移動無線端末装置が一定時間に対してのみのアクセスの拒否を記憶することを提案する(たとえば24時間またはオフにされるまで)。
適していない標的セルの測定または識別手続を抑制した移動無線端末装置のオフ過程後で、該移動無線端末装置が再びオンにされた後に、前記移動無線端末装置は前記標的セルの測定又は識別手続を再開する。
これは移動無線端末装置が別のセルへのセル変更を行ったときにも当てはまる。
それ以外では、元の標的セル上での測定が決して自ら再開することがないので、オペレータAとBの間の協定の変更後でも(UMTS)LAへのアクセスが引き続き移動無線端末装置に拒否される(但し、[TS 24.008]に規定された「ローミングに対して禁止されたLAのリスト」を消去するその他の条件が満たされている場合を除く)。
本発明はGSM又はUMTS標準による移動端末装置に対してのみ適用されるだけではなく、その他の無線網技術(たとえばワイヤレスLAN(W−LAN)、cdma2000、WiMAX、WiBro、エンハンスドUTRAN等)にも適用できる。
本発明を説明する図面
符号の説明
1.ユーザーPLMN A(デュアルモードUE)
2.ユーザーPLMN B(デュアルモードUE)
3.PLMN A(UMTS)−LA2
4.PLMN A(GSM)−LA1
5.セル・リセレクション(セルの新規選択)
6.PLMN BのUMTSへのアクセスなし

Claims (17)

  1. 隣接する無線セルを有する移動通信網内の移動端末装置の作動準備時間およびセル変更性能の最適化方法において、移動端末装置が移動通信網内での作動時にセル変更に適さない隣接無線セルのネット特有の特性を一時記憶し、そして、それをセル変更の決定基準に使用し、隣接無線セルの不要な測定を回避するために特定の標的セルに関する情報を記憶し、この情報が放送チャネルを介して構成された隣接無線セルの前記の潜在的な標的セル(群)の別の測定を回避する方法であって、
    移動端末装置が、隣接無線セルの不要な識別を回避するために、特定の標的セルに関する情報を記憶し、放送チャネルを介して構成された隣接無線セルの別の識別時にこの潜在的な標的セル(群)を回避するために前記情報を使用し、更に、標的セルの不要な測定を停止した移動端末装置が所定の時間経過後又は所定の状況において標的セルの測定を再開することを特徴とする方法。
  2. 移動端末装置が任意の、たとえばIEEE802.11、WiMAX、WiBroのような無線標準に従って作動することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. GSM(登録商標)又はUMTS標準による移動電話が、すでに「ロケーション・エリア・アップデート」の拒否によって該移動電話が拒否されたロケーション・エリアに属している隣接無線セルを別の測定または識別手続から除外することを特徴とする請求項1乃至2に記載の方法。
  4. GSM(登録商標)又はUMTS標準による移動電話がすでに「ルーティング・エリア・アップデート」の拒否によって該移動電話が拒否されたルーティング・エリアに属している隣接無線セルを別の測定または識別手続から除外することを特徴とする請求項1乃至3に記載の方法。
  5. 移動電話が「ローミングに対して禁止されたロケーション・エリアのリスト」において拒否されたものとして含まれる隣接無線セルを別の測定または識別手続から除外することを特徴とする請求項3又は4に記載の方法。
  6. たとえばIEEE802.11のようなWLAN標準による移動加入者端末装置が利用できない特性、たとえば、“SSID”のような特性を放射する隣接無線セル若しくはアクセス・ポイントを、該移動加入者端末装置が利用できないことを検出した後で、別の測定または識別手続から除外することを特徴とする請求項1乃至2に記載の方法。
  7. 隣接アクセス・ポイントが、たとえばGSM(登録商標)、UMTS又はcdma2000のような別の無線通信技術の放送チャネル上で放射されたことを特徴とする請求項1乃至2及び6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 標的セルがブロックされた“Barred Cell”として分類されたために、GSM(登録商標)又はUMTS標準による移動電話がすでに前記セル変更に適していないとして検出した隣接無線セルを別の測定または識別手続から除外することを特徴とする請求項1記載の方法。
  9. 標的セルがオペレータ端末装置用にリザーブした“Operator Reserved Cell”として分類されたため、GSM(登録商標)又はUMTS標準による移動電話が前記セル変更に適していないと検出した隣接セルを別の測定から除外することを特徴とする請求項1記載の方法。
  10. 標的セルがセル変更に適していないとして分類されたために、GSM(登録商標)又はUMTS標準による移動電話が前記セル変更に適していないとして検出した隣接無線セルを別の測定または識別手続から除外することを特徴とする請求項1、6及び7に記載の方法。
  11. 標的セルがセル変更に適していないとして分類されたために、GSM(登録商標)又はUMTS以外の公知の標準による移動電話が前記セル変更に適していないとして検出した隣接無線セルを別の測定または識別手続から除外することを特徴とする請求項1記載の方法。
  12. 適していない標的セルの測定を抑制した移動無線端末装置が所定の時間、たとえば24時間が経過した後で前記標的セルの測定を再開することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の方法。
  13. 適していない標的セルの測定又は識別手続を抑制した移動無線端末装置がオフにされかつ再びオンにされた後で前記標的セルの測定又は識別手続を再開することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の方法。
  14. 適していない標的セルの測定又は識別手続を抑制した移動無線端末装置が別のセルへのセル変更を実行した後で前記標的セルの測定又は識別手続を再開することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の方法。
  15. 適していない標的セルの測定又は識別手続を抑制した移動無線端末装置が、前記移動無線端末装置が専用のメッセージを前記標的セルの測定のために移動無線網から受信した後で、前記標的セルの測定又は識別手続を再開することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の方法。
  16. 前記方法がプログラムコードを有するコンピュータプログラムによって移動無線端末装置上で実行される請求項1乃至15のいずれか1項に記載の方法。
  17. 前記方法が隣接する無線セルを有する移動通信網内の移動端末装置の作動準備時間およびセル変更性能を最適化するための配列を有し、移動端末装置内に少なくとも1つのメモリ及び/又は移動通信網内での作動時に実行された測定および識別手続のデータが格納かつ処理されるデータ処理ユニットを具備する請求項1乃至16のいずれか1項に記載の方法。
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